可靠性引导的快速数字全息显微镜相位unwrap算法

本文探讨了一种针对数字全息显微镜的快速可靠性引导相位unwrap算法。在数字全息成像中，相位unwrap是一个关键步骤，用于恢复原始物体的三维信息，但传统的unwrap方法可能会受到噪声和边缘效应的影响，导致错误的相位解缠。作者Lihong Ma、Yong Li、Hui Wang 和 Hongzhen Jin提出了一种创新的解决方案，它结合了优化的质量地图和查找表操作。 首先，算法的核心在于对包裹相位映射中的残余进行检测。通过分析正常化后的强度图像，研究人员设定一个强度阈值，以此区分出可靠的测量区域（相位变化稳定的部分）和可疑区域（可能存在相位跳跃）。质量地图的优化是关键，其中可靠区域的强度值被设为1，表示其相位信息可信赖，而可疑区域的强度保持不变，以标记可能存在的问题。 接下来，算法利用查找表实现的洪水填充算法（flood fill algorithm）对优化的质量地图进行处理。这种查找表操作能够有效地避免在可疑区域发生不准确的相位跳变，从而提高unwrap的精度。查找表允许快速查找并应用预定义的规则，确保在每个像素处执行正确的相位更新。 实验结果显示，这种方法显著提高了相位unwrap的效率和准确性。与传统方法相比，新算法不仅减少了错误的相位解缠，而且在处理复杂结构和高分辨率数据时表现出更好的性能。这对于数字全息显微镜的应用至关重要，因为它能提升成像质量和生物医学研究、材料科学等领域中的三维重构效果。 这篇研究论文提出了一个具有实际应用价值的改进策略，对于提升数字全息显微镜的成像质量和减少误差具有重要意义。随着对光学信息处理技术的不断优化，这种可靠性引导的相位unwrap算法有望在未来得到更广泛的应用和发展。